Термоядерный компонент уникального гибридного реактора создали и испытали специалисты Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с другими российскими учеными. Разрабатываемая система, по словам авторов, объединит преимущества реакторов разных типов и будет отличаться безопасностью, экономностью и компактностью. Результаты опубликованы в журнале Nuclear Engineering and Technology
 
Гибридные реакторные системы, или системы "синтез-деление", как объяснили ученые ТПУ, объединяют в себе надежность привычных реакторов деления вместе с экономностью и экологической безопасностью термоядерной энергетики. 
 
Состоят такие системы из источника термоядерных нейтронов и активной зоны (так называемого бланкета), в которой протекает деление тяжелых ядер. Топливом служит смесь тория и оружейного плутония. Торий, по словам ученых, сам по себе не является источником энергии, зато из него образуется уран-233, накопление которого в активной зоне увеличивает длительность топливного цикла. Замена на торий урана-238, применяемого в обычных реакторах деления, позволяет резко снизить объем радиоактивных отходов.   
 
В отличие от реакторов деления, управление которыми основано на использовании поглотителей нейтронов, состояние топлива в бланкете гибридной системы регулируется, напротив, добавкой нейтронов из термоядерного источника. В проекте ученых ТПУ им служит газодинамическая магнитная ловушка, в которой дейтерий и тритий удерживаются в состоянии высокотемпературной плазмы.   

 
"В плазме ионы дейтерия и трития, сталкиваясь друг с другом, объединяются в ядра гелия с выделением высокоэнергетических нейтронов. Те поступают из вакуумной камеры в бланкет в импульсном режиме, поддерживая деление тяжелых ядер, которое и дает основную энергию. Ключевое отличие гибридной системы в том, что ядерный материал находится не в строго критическом состоянии, как в традиционном реакторе, а в состоянии близком к критическому, что исключает возможность развития неконтролируемой цепной реакции", – объяснил доцент отделения ядерно-топливного цикла (ОЯТЦ) ТПУ Сергей Беденко.  

 
Выделяемая в результате деления энергия, как объяснили ученые, отводится гелиевым теплоносителем. Разогретый до температуры около 730 °C гелий при подключении газотурбинной установки и электрогенератора можно использовать для производства не только электроэнергии, но и водорода методом паровой конверсии метана. 
 
Разрабатываемый гибридный реактор будет обладать компактными размерами, мощностью около 60-100 МВт и способностью работать без перезагрузки топлива более восьми лет. По мнению ученых, это позволит использовать его в труднодоступных регионах для получения электроэнергии, тепла и экологически чистого водородного топлива. 
 
Использованная учеными газодинамическая магнитная ловушка, по их словам, позволяет удерживать высокотемпературную плазму значительно дольше других существующих систем. Это поможет лучше исследовать как процесс термоядерного синтеза, протекающий в ней, так и работу различных элементов реактора в условиях жесткого нейтронного облучения, что, по мнению ученых, должно существенно ускорить развитие термоядерной энергетики.   
  
"В ходе проведенных исследований мы определили оптимальные параметры термоядерного источника нейтронов для постоянного поддержания бланкета гибридной системы в контролируемом околокритическом состоянии, а также изучили эффект “волны делений ядер“, возникающей после однократного импульса термоядерного горения", – отметил Сергей Беденко.
 
 
Концепцию ториевого гибридного реактора предложил в 2019 году коллектив ученых Томского политехнического университета, Всероссийского научно-исследовательского института технической физики имени академика Е.И. Забабахина и Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН. Исследования проводятся в рамках гранта РФФИ № 19-29-02005. 

Источники

В России разрабатывают гибрид ядерного и термоядерного реакторов
РИА новости (ria.ru), 06/04/2021
Россия разрабатывает гибрид ядерного и термоядерного реакторов
SVcomercio.info, 06/04/2021
Россия разрабатывает гибрид ядерного и термоядерного реакторов
RELRUS (relrus.ru), 06/04/2021
Россия разрабатывает гибрид ядерного и термоядерного реакторов
Русская весна (rusvesna.su), 06/04/2021
В России разрабатывают гибрид ядерного и термоядерного реакторов
Regiondv.com, 06/04/2021
В России разрабатывают гибрид ядерного и термоядерного реакторов
Foxs News (foxsnews.ru), 06/04/2021
В России разрабатывают гибрид ядерного и термоядерного реакторов
Lownews.ru, 06/04/2021
Россия разрабатывает гибрид ядерного и термоядерного реакторов
Perm Daily (permdaily.ru), 06/04/2021
В России разрабатывают гибрид ядерного и термоядерного реакторов
Новости России и Мира (lixl.ru), 06/04/2021
В России разрабатывают гибрид ядерного и термоядерного реакторов
РИА Новости, 06/04/2021
В Сибири создали гибрид ядерного и термоядерного реакторов
Российская газета. СФО (rg.ru), 06/04/2021
В России разрабатывают гибрид ядерного и термоядерного реакторов
НОД (rusnod.ru), 06/04/2021
В России ведется разработка гибридного ядерно-термоядерного реактора
ИА Красная весна (rossaprimavera.ru), 06/04/2021
В России разрабатывают гибрид ядерного и термоядерного реакторов
Волоколамск Сегодня (voloktoday.ru), 06/04/2021
В Сибири разрабатывают гибрид ядерного и термоядерного реакторов
Наука 2.0 (naukatv.ru), 06/04/2021
ТПУ, ВНИИТФ и ИЯФ СО РАН определили оптимальные параметры термоядерного источника нейтронов для ториевого гибридного реактора
Атомная энергетика Томской области (aes.tomsk.ru), 08/04/2021
В России разрабатывают гибрид ядерного и термоядерного реакторов
Интернет-портал СНГ (e-cis.info), 09/04/2021
В Сибири создали гибрид ядерного и термоядерного реакторов
Техэксперт (cntd.ru), 09/04/2021

Похожие новости

  • 29/12/2020

    Дмитрий Седнев: «Наша школа играет роль интегратора»

    ​Директор Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности ТПУ Дмитрий Седнев поделился результатами, которых достиг коллектив школы в 2020 году, и рассказал о целях и задачах на будущий год.
    989
  • 04/03/2021

    Томский госуниверситет открыл программу подготовки кадров для синхротрона «СКИФ»

     Томский государственный университет (ТГУ) запустил программу подготовки кадров для работы в центре коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ»), который будет создан под Новосибирском к 2024 году, сообщил 3 марта в пресс-центре ТАСС ректор ТГУ Эдуард Галажинский.
    236
  • 17/09/2019

    Разработана концепция гибридного реактора на основе плазменной открытой ловушки

    ​Специалисты трех российских институтов (Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина - РФЯЦ-ВНИИТФ; Национальный исследовательский Томский политехнический университет​ – ТПУ; Институт ядерной физики им.
    1825
  • 11/08/2020

    Надежность деталей международного реактора ITER проверят томские специалисты

    ​Специалисты по неразрушающему контролю Томского политехнического университета разработают методики и программы для проверки сварных соединений с помощью ультразвука на значимых элементах термоядерного реактора ИТЭР.
    2393
  • 12/02/2020

    Сибирские ученые нашли способ, как повысить безопасность атомных станций

    ​Ученые Томского политехнического университета нашли способ на 75 % увеличить время работы ядерного реактора без замены топлива, сообщают РИА Новости. По словам исследователей, это значительно повысит безопасность и снизит расходы на эксплуатацию атомных станций в труднодоступных районах.
    544
  • 01/04/2021

    В Томске прошли первые испытания навигатора для дронов, ищущих полезные ископаемые

     Специалисты Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) успешно провели первые испытания системы навигации для беспилотных летательных аппаратов, которая позволит создавать дроны для поиска полезных ископаемых, в частности, алмазов и железной руды.
    218
  • 12/05/2016

    Ученые представили результаты анализа всех доступных данных по измерению осцилляций Bs-мезонов

    Коллектив ученых из эксперимента LHCb на Большом адронном коллайдере, в состав которого входит группа из Новосибирского государственного университета и Института ядерной физики СО РАН, выяснил, с какой вероятностью B0s-мезон, состоящий из прелестного антикварка и странного кварка, превращается в свою античастицу и наоборот.
    2042
  • 09/06/2018

    ИЯФ СО РАН предоставит площадку для лечения

    ​Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН готов предоставить на своей территории площадку для лечения методом бор-нейтронозахватной терапии онкобольных, которым не помогают другие методы. Это должно быть временным решением до появления специализированной клиники, проект которой разрабатывается в Новосибирском государственном университете.
    2222
  • 26/07/2019

    Новосибирские ученые поучаствовали в эксперименте на Большом адронном коллайдере

    ​Сотрудники совместной лаборатории Института ядерной физики СО РАН и НГУ принимают участие в одном из двух самых больших экспериментов, ведущих набор и анализ данных при столкновениях пучков протонов сверхвысоких энергий в Большом адронном коллайдере, расположенном в ЦЕРНе (Европейском центре по физике высоких энергий).
    1022
  • 19/09/2019

    НГУ и ИЯФ СО РАН представили на форуме «Технопром» инновационную методику лечения рака

    ​​C 18 сентября в рамках VII Международного форума технологического развития «Технопром» Новосибирский государственный университет и Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера представят стенд, посвященный совместной работе центра бор-нейрозахватной терапии онкологических заболеваний.
    1502